“既要減少碳排放，同時(shí)又要滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的能源需求”的雙重挑戰(zhàn)促使能源行業(yè)不斷創(chuàng)新和變革。有些技術(shù)曇花一現(xiàn)，另一些卻對(duì)未來至關(guān)重要。

　　哪些新技術(shù)正在成為能源領(lǐng)域的挑戰(zhàn)和機(jī)遇？它們又是如何影響著我們？

　　1初來乍到：牢不可破的數(shù)字記錄——區(qū)塊鏈

　　什么是區(qū)塊鏈？

　　簡(jiǎn)單來說，一個(gè)創(chuàng)建并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)記錄的數(shù)字賬本，稱為一個(gè)區(qū)塊。然后將這些區(qū)塊連接成鏈，就是區(qū)塊鏈。一個(gè)區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)帶有時(shí)間戳，因此記錄的信息無法被反向修改，從而使記錄可被驗(yàn)證并永久存在。然后，記錄被儲(chǔ)存在一個(gè)透明的共享數(shù)據(jù)庫(kù)中，用戶可以從中查看數(shù)據(jù)，但無法篡改或刪除數(shù)據(jù)。

　　這項(xiàng)技術(shù)能讓用戶以安全方式直接交易貨幣、合同或知識(shí)產(chǎn)權(quán)等資產(chǎn)、工具，無需銀行、公用事業(yè)公司、政府等中介機(jī)構(gòu)參與管理。數(shù)字貨幣比特幣是最有名的區(qū)塊鏈技術(shù)范例，目前估計(jì)流通值為70億美元。

　　通過改變交易的執(zhí)行、處理和清算方式，區(qū)塊鏈有可能顛覆整個(gè)行業(yè)。它能促使某個(gè)行業(yè)轉(zhuǎn)型，比如目前在供應(yīng)鏈中扮演中介的銀行業(yè)。

　　對(duì)能源行業(yè)的影響？

　　在能源行業(yè)，區(qū)塊鏈?zhǔn)谷藗冇袡C(jī)會(huì)在交易、供應(yīng)鏈管理和零售領(lǐng)域創(chuàng)造顛覆性的商業(yè)模式。它還可以降低運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)和交易成本，讓商業(yè)活動(dòng)更加合規(guī)。

　　對(duì)于BP這樣的企業(yè)，這些機(jī)會(huì)意義非凡。例如，在燃料零售領(lǐng)域，有了區(qū)塊鏈技術(shù)，駕駛員就可以通過車輛直接用自己的區(qū)塊鏈“錢包”和智能合約形式向零售店或商戶付款，無需通過銀行進(jìn)行交易。

　　客戶還可以直接從能源供應(yīng)商那里采購(gòu)電力，無需第三方參與。區(qū)塊鏈還能與虛擬電廠組合，成為一種強(qiáng)大工具。消費(fèi)者無需使用電力公司或集中式電網(wǎng)就能將家中太陽(yáng)能光伏電池或燃料電池產(chǎn)生的過剩電能拿出來交易。

　　存在哪些挑戰(zhàn)？

　　區(qū)塊鏈最初的設(shè)計(jì)目的并非為了主流應(yīng)用，隨著用戶對(duì)存儲(chǔ)、能耗、帶寬、計(jì)算能力的需求增強(qiáng)，區(qū)塊鏈的規(guī)模化將是重大挑戰(zhàn)。安全性也是一個(gè)問題。2014年，當(dāng)時(shí)世界上最大的比特幣交易公司遭遇的黑客事件讓人記憶猶新。

　　先行領(lǐng)域：

　　金融業(yè)

　　房地產(chǎn)

　　政府服務(wù)

　　供應(yīng)鏈

　　2在路上：車輛自動(dòng)駕駛技術(shù)

　　什么是自動(dòng)駕駛？

　　幾十年來，我們經(jīng)常在電影里看到明星坐在汽車后面，看著自己的汽車自動(dòng)行駛?！厄饌b》、《霹靂游俠》、《少數(shù)派報(bào)告》都有類似橋段。自動(dòng)駕駛（又稱無人駕駛或自主駕駛）汽車如今不再是純屬虛構(gòu)。能夠感知環(huán)境、無需人工告知就能自動(dòng)導(dǎo)航的汽車已經(jīng)行駛在我們的公路上。針對(duì)不同車型的技術(shù)都在開發(fā)中，包括內(nèi)燃機(jī)車、電動(dòng)車和燃料電池電動(dòng)車。

　　對(duì)能源行業(yè)的影響？

　　這項(xiàng)技術(shù)的影響尚難全面評(píng)估。低水平的自動(dòng)駕駛汽車預(yù)計(jì)對(duì)燃油效率影響不大。不過，更高水平的自動(dòng)駕駛和自動(dòng)駕駛的廣泛運(yùn)用可能對(duì)液體燃料和潤(rùn)滑油市場(chǎng)造成重大影響。

　　這些車輛加油和充電服務(wù)是油氣行業(yè)另一個(gè)潛在市場(chǎng)。例如，加油站在同一場(chǎng)地提供加油和充電樁。充電的時(shí)間也能帶來效益，司機(jī)在等候時(shí)可能會(huì)逛逛加油站的便利店。

　　自動(dòng)駕駛汽車也會(huì)對(duì)生產(chǎn)力造成巨大影響。未來車輛無需駕駛，你在車?yán)锞涂梢蚤_晨會(huì)、檢查電子郵件、購(gòu)物。這將節(jié)省大量時(shí)間，也能創(chuàng)造很多營(yíng)銷機(jī)會(huì)。

　　存在哪些挑戰(zhàn)？

　　2016年，Google的兄弟公司W(wǎng)aymo做到了平均每自動(dòng)行駛5,128英里才需要人類駕駛員介入一次。技術(shù)進(jìn)步帶來了喜人結(jié)果，但仍有很多重大的挑戰(zhàn)擺在面前。不同傳感器方案的定義、處理信號(hào)的能力，還有最重要的一點(diǎn)：程序編寫能力。這些都是挑戰(zhàn)。

　　即便技術(shù)成熟，還需要克服一系列的法規(guī)難題。地面道路和空中交通都會(huì)面對(duì)這些難題。消費(fèi)者接受度也是個(gè)挑戰(zhàn)。由于發(fā)展速度快，偶發(fā)事故在所難免，這有可能削弱公眾和監(jiān)管機(jī)構(gòu)對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的支持。數(shù)字安全也是一個(gè)問題，未來的汽車和汽車之間“無線互聯(lián)”，因此容易遭到入侵。

　　先行領(lǐng)域：

　　科技公司

　　原始設(shè)備制造商

　　3一式兩份：3D打印

　　什么是3D打印？

　　3D打印是一項(xiàng)基于數(shù)字模型的制造技術(shù)，采用包括金屬到樹脂等一系列材料“打印”出實(shí)體。這種“打印機(jī)”由下至上，由面至面，將材料一層層沉積下來，從而構(gòu)建出一個(gè)立體物件。

　　這個(gè)概念30多年前就存在。隨著3D打印技術(shù)日益成熟、數(shù)字化技術(shù)進(jìn)步和設(shè)備成本降低，3D打印現(xiàn)在終于有機(jī)會(huì)成為主流。

　　對(duì)能源行業(yè)的影響？

　　根據(jù)埃森哲分析，3D打印對(duì)油氣行業(yè)有兩大驅(qū)動(dòng)。第一是降低成本，提高運(yùn)營(yíng)效率。例如：之前無法制造的新部件或改進(jìn)現(xiàn)有部件的設(shè)計(jì)，提高安全、效能并降低成本。

　　第二是在下游領(lǐng)域，如果油氣公司可為打印機(jī)提供被用作“墨水”的化學(xué)粉末和塑料，那3D打印可以成為一個(gè)潛在的新收入來源。

　　存在哪些挑戰(zhàn)？

　　相對(duì)而言，精密工程部件方面的3D打印技術(shù)尚不成熟。現(xiàn)有的技術(shù)下可打印的部件尺寸有限制，制造成本較高，打印完成后還需要大量的后期制造工序。油氣行業(yè)對(duì)于極端條件下的可靠性和耐用性要求甚高，如井下的高溫高壓和海上的惡劣氣候。

　　先行領(lǐng)域：

　　建筑業(yè)

　　航空航天

　　汽車業(yè)

　　生物醫(yī)學(xué)

　　制造業(yè)

　　4機(jī)器人先生：人工智能

　　什么是人工智能？

　　“robota”一詞來自古斯拉夫語(yǔ)，意為強(qiáng)迫勞動(dòng)或苦力。1920年捷克作家卡雷爾˙恰佩克的舞臺(tái)劇作中首次使用了這個(gè)詞作為機(jī)器人的名字。在大結(jié)局中，機(jī)器人背叛了人類創(chuàng)造者，從而為科幻小說中的機(jī)器人形象奠定了基調(diào)。

　　在現(xiàn)實(shí)中，人工智能是指計(jì)算機(jī)超越預(yù)先編程的處理能力，并展現(xiàn)出如推理等類人行為的能力。

　　人工智能可以讓計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理對(duì)精確性要求不那么高的問題，程序員不需要再針對(duì)每種可能性一一編程。人工智能可以進(jìn)行推理，在運(yùn)行的環(huán)境中自我學(xué)習(xí)并逐步提高性能。我們所熟悉的蘋果Siri、Google自動(dòng)駕駛汽車和亞馬遜的個(gè)性化推薦功能的背后都有人工智能技術(shù)的支持。

　　對(duì)能源行業(yè)的影響？

　　人工智能可以解決很多以前需要人工深思熟慮的問題。尤其是當(dāng)這些問題的支持信息不確切或相沖突的時(shí)候。人工智能應(yīng)用系統(tǒng)能夠?qū)W習(xí)并且持續(xù)學(xué)習(xí)不同策略，用不同方法應(yīng)對(duì)不斷變化的各種狀況。

　　人工智能技術(shù)可以在油氣領(lǐng)域有所作為。在運(yùn)營(yíng)監(jiān)測(cè)方面，應(yīng)用人工技能技術(shù)的計(jì)算機(jī)能預(yù)測(cè)問題，然后推薦糾正措施。智能自動(dòng)駕駛交通工具（如遠(yuǎn)程遙控潛艇）可以在認(rèn)知系統(tǒng)控制下，根據(jù)運(yùn)行環(huán)境指導(dǎo)行動(dòng)并進(jìn)行調(diào)整。

　　存在哪些挑戰(zhàn)？

　　如果能將計(jì)算機(jī)科學(xué)與油氣領(lǐng)域相結(jié)合，人工智能將獲得巨大進(jìn)展。油氣公司知道自己效率最低的地方在哪里，成本過高或風(fēng)險(xiǎn)最大之處又是哪些。計(jì)算機(jī)科學(xué)公司則知道如何挖掘數(shù)據(jù)，應(yīng)用人工智能算法來找到問題并改進(jìn)性能。如果數(shù)據(jù)利用得當(dāng)，鉆井和設(shè)備可靠性等領(lǐng)域機(jī)遇無限。

　　先行領(lǐng)域：

　　跨國(guó)技術(shù)公司

　　航天機(jī)構(gòu)

　　技術(shù)創(chuàng)業(yè)社區(qū)

　　5“電的沖擊？：電燃料

　　什么是電燃料？

　　人們先發(fā)明了郵件，而后又創(chuàng)造了電子郵件。到了2017年，日常生活中的方方面面都有了“電子”版本，一個(gè)沒有電子郵件的時(shí)代變得難以想象。在未來幾十年里，電燃料會(huì)不會(huì)也大行其道？

　　電燃料（e-燃料）是以電力作為主要能源生產(chǎn)的液體和氣體燃料的統(tǒng)稱。電燃料用二氧化碳、氮、水等常見成分合成可充當(dāng)燃料或原料的化合物。

　　如果電力成本足夠低，長(zhǎng)期來看電燃料將可能成為傳統(tǒng)燃料的替代品（如e-柴油），現(xiàn)有燃料的空間將受到嚴(yán)重?cái)D壓。

　　對(duì)能源行業(yè)的影響？

　　電燃料與現(xiàn)有的工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施和供應(yīng)鏈相兼容，并能以低成本有效儲(chǔ)存。

　　二氧化碳轉(zhuǎn)化為液體燃料或化學(xué)品需要大量能量，且要來自可再生能源（如風(fēng)能和太陽(yáng)能）或直接來自集中式太陽(yáng)能（如太陽(yáng)能燃料）。低成本高效催化劑的開發(fā)非常重要，速度已經(jīng)隨著材料科學(xué)和人工智能的進(jìn)步而加快。

　　存在哪些挑戰(zhàn)？

　　由于電燃料還處在早期發(fā)展階段，商業(yè)化的經(jīng)濟(jì)可行性還是一個(gè)疑問。目前，電燃料還無法與生物燃料或傳統(tǒng)化石燃料競(jìng)爭(zhēng)。但和生物燃料類似，電燃料將從碳定價(jià)中受益。

　　生產(chǎn)也還在起步階段。此外，在電燃料大規(guī)模投入市場(chǎng)之前，需要克服的困難還包括單位產(chǎn)出和電力消耗的資金成本，可能需要某種形式的可再生能源認(rèn)證才能使產(chǎn)品可行。

　　隨著電池的成本大幅下降和向運(yùn)輸電氣化轉(zhuǎn)型，開發(fā)電燃料作為一種“過?？稍偕茉础眱?chǔ)存介質(zhì)或液體燃料的商業(yè)化動(dòng)機(jī)可能削弱。

　　先行領(lǐng)域：

　　政府能源部實(shí)驗(yàn)室

　　初創(chuàng)公司

　　高校

　　6高高飛揚(yáng)：風(fēng)能技術(shù)

　　什么是風(fēng)能技術(shù)？

　　1888年，美國(guó)第一臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)開始發(fā)電。它為俄亥俄州工程師CharlesBrush的屋子供電超過20年。進(jìn)入本世紀(jì)后，風(fēng)能作為一種零排放的可再生能源有望成為未來20年里增長(zhǎng)最快的能源之一，它的技術(shù)也在改變。

　　近年來，風(fēng)能已經(jīng)成為一項(xiàng)主流的、有競(jìng)爭(zhēng)力的、可靠的電力技術(shù)。技術(shù)改進(jìn)不斷降低能源成本，尤其是在陸地上?，F(xiàn)在的工作重點(diǎn)是提高性能、可靠性，克服大型離岸設(shè)施的技術(shù)難題。收集風(fēng)能的新方法也在研究中。

　　對(duì)能源行業(yè)的影響？

　　技術(shù)進(jìn)步不斷推動(dòng)風(fēng)能的發(fā)展。渦輪機(jī)設(shè)計(jì)的總體趨勢(shì)一直是加高塔架、加長(zhǎng)葉片并增大功率。對(duì)冰雪、熱帶臺(tái)風(fēng)等較惡劣氣候的適應(yīng)能力和空氣動(dòng)力學(xué)的進(jìn)步將起到一定作用。

　　非常規(guī)的風(fēng)能收集方法包括無需旋轉(zhuǎn)裝置的無葉片風(fēng)力渦輪機(jī)和高空風(fēng)力渦輪機(jī)（風(fēng)箏渦輪發(fā)電機(jī)），風(fēng)箏渦輪發(fā)電機(jī)能懸掛在更高海拔運(yùn)行，而不需要支柱作為結(jié)構(gòu)支撐。這些方法仍處于初步開發(fā)階段。

　　當(dāng)我們談?wù)撓乱淮L(fēng)能時(shí)，我們其實(shí)是在談?wù)擄L(fēng)箏渦輪機(jī)和飛機(jī)機(jī)翼的大小。它們被系在地面，但高飛在天上。它們的發(fā)電量巨大，飛得越高，風(fēng)力就越大。

　　存在哪些挑戰(zhàn)？

　　盡管在能量?jī)?chǔ)存方面有所進(jìn)步，間歇性仍是一個(gè)行業(yè)挑戰(zhàn)。能量?jī)?chǔ)存是一個(gè)關(guān)鍵因素，它能將有風(fēng)時(shí)生成的能量在無風(fēng)時(shí)提供給人們使用。傳輸也是一個(gè)關(guān)鍵要素。風(fēng)能較強(qiáng)的地方可能遠(yuǎn)離城市（如在美國(guó)德克薩斯州），超導(dǎo)傳輸線路有助于推動(dòng)傳輸?shù)陌l(fā)展。

　　提高渦輪機(jī)對(duì)氣候變化的耐受性，能在極端條件下運(yùn)行也很重要。此外提高渦輪機(jī)的效能，增強(qiáng)成本效益也非常重要。

　　先行領(lǐng)域：

　　近階段，大型油氣公司

　　風(fēng)能行業(yè)

　　電力公司

　　科技初創(chuàng)公司